中國粉體網訊 鈦白粉是一種非常重要的白色顏料，廣泛用于涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、陶瓷、日化、醫藥、食品等行業。近年來，鈦白粉價格大幅走高的態勢讓部分下游產業不得不尋找鈦白粉的替代品。
據了解，2021鈦白粉產業鏈上下游“業績”全面飄紅。上半年鈦精礦、硫酸及鈦白粉價格悉數呈現超20%的漲幅，同時同比2020年上半年、環比2020年下半年變動幅度均“飄紅”。
國內鈦白粉產業鏈季度行情變動一覽表
來源：卓創化工
為有效緩解鈦白粉價格持續上漲給企業帶來的壓力，業內先后考慮用濕法碳酸鈣、無水硫酸鈣、高嶺土、納米硫酸鋇、硅灰石等替代鈦白粉。其中，硅灰石具有特殊的針狀結構、高的白度和折射率、高介電性、高電阻、無磁性、強耐熱、耐腐蝕、耐堿性、低溫化學惰性及低吸油性，因此備受關注。
資源優勢
我國是世界上硅灰石資源最豐富的國家，資源儲量為世界第一位。經統計，截至2018年底，我國19個省、自治區發現硅灰石礦產地86處(其中超大型8處、大型13處、中型24處、小型32處、礦點9處)。
在77處礦床中，查明硅灰石礦石量2.44億t，保有硅灰石礦石量2.27億t。其中，超大型查明礦石量15062.2萬t，保有礦石量14890.7萬t；大型查明礦石量6592.8萬t，保有礦石量5400.2萬t；中型查明礦石量2303.4萬t，保有礦石量2031.3萬t；小型查明礦石量460.6萬t，保有礦石量401.8萬t。8個超大型礦床的資源儲量占全國的60％以上。
中國硅灰石礦資源儲量統計(截至2018年底)
性能優良，可部分替代鈦白粉
硅灰石是一種呈纖維狀解理的偏硅酸鹽礦物，具有針狀結構、白度較高、熱膨脹系數低、化學穩定性與阻燃性能優良、電絕緣性高等一系列優良的物理化學性能。其折光指數（1.63）高于許多白色礦物，表面易生成OH-等活性基團，這些特征都有助于在制備以硅灰石為基體，通過表面包覆TiO2的復合顏料中形成協同效應。
黃敏使用了硅灰石部分代替鈦白粉來制作的醇酸漆，得到了分散性和附著力較好的涂膜。雷福堯文章中計算了用硅灰石來替代立德粉和鈦白粉所帶來的經濟效益，能夠降低涂料的成本。
陳鶯鶯等選用3種不同的硅灰石，按一定比例與鈦白粉進行復配，制備氮系阻燃尼龍材料。結果表明硅灰石會與鈦白粉產生一定協同作用，當硅灰石與鈦白粉的復配比例小于2∶8時，可以達到一定的增白作用；當復配比例大于2∶8時，L會隨著復配比例的的增加呈下降趨勢。此外，硅灰石與鈦白粉復配物對產品的其他性能影響較小。綜合考慮鈦白粉復配物對產品色相及性能的影響，在氮系阻燃產品中，最佳鈦白粉替代物為PA1210－Z，替代比例為20%。
鄧鑫等用江西廣源化工有限責任公司生產的超細硅灰石在白色PVC壓延膜中部分代替鈦白粉，并系統研究了其在裝飾膜、木紋膜和遮蓋布等PVC壓延制品中的應用研究。結果表明：裝飾膜配方中采用硅灰石部分替代鈦白粉，樣品的拉伸強度、密度和硬度未觀察到明顯的改變，但白度有所下降；木紋膜中采用硅灰石部分替代鈦白粉，產品的遮蓋力更好，白度也能達到要求，同時其拉伸強度、密度和硬度基本保持不變；遮蓋布中采用硅灰石部分替代鈦白粉，產品遮蓋力達到要求，白度有所降低，拉伸強度、密度和硬度基本保持不變。
應用廣泛，有望“蝶變”
隨著硅灰石深加工技術研究的發展，硅灰石已逐漸成為高分子橡塑行業、油漆涂料行業、建材行業、陶瓷冶金行業、造紙行業等諸多工業領域的優質原料。
來源：新余市南方硅灰石有限公司
陶瓷領域
在陶瓷墻、地磚坯料中加入適量的硅灰石，可以大幅度地降低燒成溫度，縮短制品的燒成時間，實現低溫快速一次燒成，節約大量燃料，明顯降低產品成本。在陶瓷釉泥原料中引入硅灰石，可代替白色顏料，又增加釉的光澤，降低釉泥的粘度，改善施釉工藝和釉面質量。由于硅灰石的線性熱膨脹性質，在陶瓷制品中硅灰石的應用可以降低產品撓曲度，防止瓷器的微裂、破損和瓷釉缺陷，大大提高了成品率。硅灰石制品中不含堿金屬，因而其具有良好的電絕緣性質，且高抗沖擊強度和外形穩定性兼備，這種特性使得硅灰石在精密陶瓷業、電力陶瓷業得到了應用。
冶金領域
硅灰石的化學成分穩定，其堿度值近于１，是冶金保護渣的理想原料，可使保護渣具有良好的熱穩定性，達到保溫隔熱，潤滑鑄坯等效果；同時可減少冶金保護渣配渣的種類，簡化其生產工藝，降低生產成本，現已在模鑄、連鑄（板坯、方坯）、合成渣及不銹鋼連鑄等多類型連鑄保護渣中廣泛應用。
建筑材料領域
硅灰石以其無毒、無味、無放射性優點，能夠取代對人體健康有害的石棉，是天然綠色環保的原料。同時長纖維硅灰石針狀粉能夠部分的替代碎短玻纖的用量，可大幅降低制品的生產成本。硅灰石經過特殊加工工藝后仍能保持其獨特的針狀結構，使添加了硅灰石針狀粉的硅鈣板、防火板、纖維水泥板、硫酸鈣板等新型環保建筑材料的抗沖擊性、抗彎折強度、耐磨強度、防腐蝕、隔熱防火性能均大大提高。此外，硅灰石還可用于白水泥、建筑膩子等方面。
橡塑領域
硅灰石超細針狀粉添加到PA、PP、PE、PVC、ABS、PS、PC等樹脂中，可明顯改善樹脂的物理性能，擴大制品的應用領域,其獨特的結構與性能賦與了樹脂更優良的性能。與其它填料相比，硅灰石具有優良的電學、機械和熱力學的性質。可降低昂貴色料的用量，而不影響質量。硅灰石水份含量低，顏色淺具有光澤，形狀穩定，有加固性質，常常取代部分鈦白粉、白炭黑、玻璃纖維等被應用在尼龍模壓材料中，可明顯提高制品的拉伸強度、彎曲強度和熱變形溫度，降低模塑收縮率和塑料制品翹曲變形，大大降低生產成本。
涂料油漆領域
優等硅灰石粉作為填充劑用于油漆涂料產品中，替代部分立德粉及部分鈦白粉、進口P820，能改善涂層的流平性。硅灰石的粒子形狀是涂料的很好懸浮劑，其沉淀物柔軟分散，可做清潔型涂料的增強劑。由于它吸油量低，有很高的充填量，減少粘結物質的消耗，因而大幅度降低涂料的成本。硅灰石偏堿性，噴涂性能良好,表面有均勻分布的性能，它可以把適用酸性介質的顏料連接起來，非常適用于聚乙酸乙烯涂料。它做填充料，能改進鋼涂層耐腐蝕能力。硅灰石除用于水性涂料、聚乙烯醇縮甲醛外，還可用于底漆、中間涂層、油性涂料、路標涂料、隔音涂料、耐火涂料等。它在瀝清涂料中可以取代石棉，在自凈漆中，可用硅灰石作為一種加固劑。
玻璃纖維和陶瓷纖維
硅灰石中主要成分是SiO2和CaO，其含量達到92%以上，在玻璃纖維生產中可部分替代原料中的石英砂、葉蠟石、石灰石，同時引入部分氧化硅、氧化鈣，具有更好的助熔效果，降低了窯爐熔成溫度，既減少碳的排放又達到節能效果；同時增加了纖維成型的硬化速度，改善了的玻璃熔成率，提高了玻璃纖維質量。硅灰石在玻璃纖維、陶瓷纖維中的應用，解決了石英砂等材料難熔的問題，窯爐熔化率也相應提高，大大降低了生產成本。
造紙領域
硅灰石不同于傳統的填料，它加填于紙張中并不是簡單的填充，而是憑借其高長徑比與植物纖維交織在一起，構成“植物纖維-礦物纖維”網狀結構，從而部分替代植物短纖維。硅灰石用于造紙，同時具有提高紙張不透明度、降低生產成本、改善勻度、提高印刷適性等優勢。
生物活性材料
人工骨通常是在鈦合金表面涂敷一層具有生物活性的陶瓷材料制成。這種人工骨強度高、韌性好，但其成分與人骨組織的成分相差較大，很難達到真正意義上的愈合，且易被腐蝕。研究結果表明，以硅灰石為主要原料制備的生物陶瓷，生物活性高、強度高、穩定好、與人骨組織的相容性好，可望在人工骨領域得到應用。
其他應用
硅灰石用于焊條涂層，可加速融熔速度，具有節能、抗氣孔等優點,增加焊縫強度、促進焊縫表面光滑、改善熔滴過度、加速涂層融化速度。
在摩擦材料中應用，可以改進摩擦材料的穩定性，減少或消除開裂，大大增強成品的耐摩擦性及耐熱性，提高其物理力學性能。并可以替代或部分替代摩擦材料中的其它纖維原料，降低其產品的生產成本，提高產品的附加值。可應用于剎車片、襯片、離合器、閥塞、滑輪等方面。
電子工業：電子絕緣材料、熒光燈、電視機顯像管、x一射線管、電子工業光屏涂料、電路自動斷路器的電弧分離版、集成電路、多層次化基底材料。
小結
硅灰石是一種節能礦物原料，在我國資源豐富，除能滿足國內需求外，還可大量出口，具有重要的資源優勢。隨著表面改性、超細粉碎及材料復合等方面深加工水平的提升，硅灰石可替代鈦白粉、石棉、立德粉等粉體，廣泛應用于陶瓷、塑料、橡膠、油漆、涂料、顏料、樹脂、耐火材料、建材、造紙、機械加工等領域，具有廣闊的市場前景。
參考資料:
鄧鑫等.超細硅灰石部分替代鈦白粉在PVC壓延制品中的應用研究
陳鶯鶯等.硅灰石和鈦白粉的復配物在尼龍產品中的應用研究
歐陽友和.我國硅灰石礦產資源及勘查開發現狀和發展建議
新余市南方硅灰石有限公司官網
（中國粉體網編輯整理/黑金）
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